Etapas para la ejecución de un Programa - Marcos Del Pino

Etapas para la ejecución de un programa

Los pasos a seguir para el procesamiento de las instrucciones son los siguientes:

1. cada instrucción es leída (una a la vez), desde la memoria, por el procesador y,
2. cada instrucción es ejecutada por el procesador. La repetición de la lectura y ejecución
(pasos 1 y 2 respectivamente), conforman la “ejecución de un programa”. Dicha ejecución puede detenerse si: la máquina se apaga, ocurre un error que no puede ser recuperado, o si, se encuentra una instrucción en el programa que detenga la computadora.

Ciclo de instrucción: es el procesamiento requerido para la instrucción. En este Ciclo, se encuentran los dos pasos citados anteriormente, denominados Ciclo de lectura (feth) y Ciclo de ejecución.

Lectura y ejecución de instrucciones
El procesador lee una instrucción de la memoria, al comienzo de cada Ciclo de instrucción. Se cuenta con un contador de programas ( PC program counter ), que lleva la cuenta de cual es la próxima instrucción a leer. Luego de leer cada instrucción el procesador incrementara el PC, de manera tal que la siguiente instrucción a leer será; la que se encuentra en la dirección inmediatamente superior de la memoria. La instrucción leída es cargada en el registro de instrucción ( IR instuction register ), que es un registro del procesador. El procesador interpreta la instrucción, la cual está en forma de código binario, que especifica la acción que el procesador llevará a cabo, y realizará la acción requerida.

Las acciones que se realizan para la lectura y ejecución de instrucciones se pueden clasificar en las siguientes categorías:
• Procesador-memoria: los datos se transfieren del procesador a la memoria o viceversa.
• Procesador E/S: los datos se transfieren desde o hacia un dispositivo periférico. Se realiza la transferencia entre el procesador y un módulo de entrada-salida.
• Tratamiento de datos: el procesador puede realizar alguna operación aritmética o lógica sobre los datos.
• Control: la secuencia de ejecución puede ser alterada si la instrucción lo especifica.
La ejecución de una instrucción puede incluir una combinación de las acciones antes mencionadas.

INTERRUPCIONES
La interrupción es básicamente un suceso que altera la secuencia de ejecución de las instrucciones.
Existen varios tipos de interrupciones de los cuales los más comunes son los siguientes:
1) De programa o de verificación de programa: son ocasionadas por condiciones que se producen como resultado de la ejecución de una instrucción. Ejemplo: - la división por cero - el intento de ejecutar una instrucción privilegiada.
2) De reloj: son producidas por un reloj interno del procesador. Para que de esa forma se realicen funciones con una cierta regularidad.
3) De Entrada / Salida: son generadas por un controlador de E/S para indicar la finalización de una operación; o e cambio de estado de un dispositivo o canal; o también alguna condición de error.
4) Por fallo del Hardware o de verificación de máquina: son causadas por el mal funcionamiento del equipo, cortes de energía, etc. Con el uso de las interrupciones el procesador se puede utilizar de una manera más eficaz.

CICLO DE INSTRUCCION
Un ciclo de instrucción (también llamado ciclo de traer y ejecutar) es el período de tiempo durante el cual un ordenador lee y procesa una instrucción de lenguaje máquina de su memoria o la secuencia de acciones que la unidad central (CPU) funciona para ejecutar cada instrucción de código de máquina en un programa.

EJECUTAR LA INSTRUCCION:
Del registro de instrucción, los datos que forman la instrucción son descifrados por la unidad de control. Esto entonces pasa la información descifrada como una secuencia de señales de control a las unidades de función relevantes de la CPU para realizar las acciones requeridas por la instrucción como la lectura de valores de registros, pasándolos a la unidad Aritmética lógica (ALU) para añadirlos juntos y escribiendo el resultado de vuelta al registro. Una señal de condición es enviada de regreso a la unidad de control por ALU si está implicado.